新能源汽車自動變速器殼體壓鑄成型技術(shù)

3) 由于齒輪結(jié)構(gòu)承受高的交變應(yīng)力，輪齒在嚙合時(shí)壓力極大。單純通過壓鑄鋁合金的優(yōu)化，難以 大幅度提高表面硬度。采用何種技術(shù)對于內(nèi)齒輪表面進(jìn)行局部強(qiáng)化也成為了亟待解決的問題。

2 新能源汽車變速器殼體壓鑄亟待解決的問題
目前，先進(jìn)的新能源汽車用變速箱殼體的成型技術(shù)在全球市場被國外公司壟斷，如德國Bosch 公司、ZF 公司、美國Eaton 公司、日本Fuji 公司、英國Torotrak 公司等。盡管近年來我國已對新能源汽車用變速箱殼體的成型技術(shù)的研發(fā)愈加重視，但此方面成果仍然落后。其亟待重視和解決的關(guān)鍵要點(diǎn)主要集中在壓鑄成型關(guān)鍵工藝、壓鑄用新型鋁合金材料的研發(fā)以及內(nèi)齒輪表面局部強(qiáng)化技術(shù)等。

2. 1 壓鑄成型關(guān)鍵工藝
1) 模具結(jié)構(gòu)及工藝優(yōu)化技術(shù)
由于鋁合金的壓鑄具有高溫高壓的特征，壓鑄過程中金屬液的充填形態(tài)與鑄件致密度、氣孔率、表面粗糙度等品質(zhì)因素密切相關(guān)。且充型過程在封閉型腔中進(jìn)行，難以實(shí)現(xiàn)可視化。對于充型過程能否順利進(jìn)行，澆排系統(tǒng)是否合理，壓鑄過程中是否裹氣等過程數(shù)據(jù)比較難以獲得?；趯?shí)際的壓鑄工藝過程，在獲得材料熱性能參數(shù)及物理性能參數(shù)，利用有限元方法建立壓鑄模型進(jìn)行分析壓鑄件的流場、溫度場以及合金凝固情況，研究其充型規(guī)律，優(yōu)化澆鑄系統(tǒng)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果要預(yù)測壓鑄件的氣孔、冷隔以及縮孔等缺陷。另外，利用有限元方法還可以動態(tài)展示模具的充型過程以及模具溫度場變化。利用溫度場模擬結(jié)果，提取出模具型腔表面重要節(jié)點(diǎn)的溫度場變化曲線，對節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行分析并計(jì)算節(jié)點(diǎn)熱應(yīng)力，判斷模具所受的熱沖擊，最終判斷壓鑄模具型腔表面的熱裂紋情況。所以，必須通過有限元軟件對新能源汽車用變速器殼體進(jìn)行壓鑄工藝的的模擬優(yōu)化，確定帶有內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)的變速器殼體壓鑄模具的最佳開設(shè)澆口部位和最后成型部位，并在最后成型處開設(shè)大排氣快，解決冷隔和氣孔問題。另外，對壓鑄過程進(jìn)行模流分析，以確定液態(tài)金屬流動情況、凝固情況以及模具的熱應(yīng)力情況。

2) 溫度控制技術(shù)
新能源用鋁合金變速器殼體壓鑄過程的溫度控制主要是對于澆鑄溫度和模具溫度的控制。鋁合金變速器殼體壓鑄過程中，溫度控制對填充過程的熱狀態(tài)及加工效率等方面存在重要影響，是獲得優(yōu)良鑄件的重要因素。一般而言，澆鑄溫度不宜過高，亦不宜過低。澆鑄溫度若過高，液態(tài)合金在高速的作用下，易產(chǎn)生紊流、渦流、包氣等現(xiàn)象，從而影響填充質(zhì)量。但是澆鑄溫度若過低，也會產(chǎn)生成分不均勻，流動性差，影響填充條件，使鑄件產(chǎn)生缺陷。

模具的溫度是壓鑄工藝中又一重要的因素。模溫 過高，合金冷卻溫度降低，細(xì)晶層厚減薄，晶粒較粗大，故強(qiáng)度有所下降。另外還易出現(xiàn)收縮凹陷。模溫過低時(shí)，表層冷凝后又被高速液流破碎，產(chǎn)生表層缺陷，甚至不能成型。模溫對模具壽命影響甚大，激烈的溫度變化，形成復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，頻繁的應(yīng)力交變導(dǎo)致模具龜裂。模溫對鑄 件尺寸公差的影響，模溫穩(wěn)定，則鑄件尺寸收縮率也相應(yīng)穩(wěn)定。一般可通過控制以下因素控制模具溫度: 控制合金澆鑄溫度、澆鑄量、熱容量和導(dǎo)熱性; 控制澆注系統(tǒng)和溢流槽的設(shè)計(jì)，以調(diào)整熱平衡狀態(tài); 控制壓射比壓和壓射速度; 控制模具材料: 模具材料導(dǎo)熱性愈好，溫度分布較均勻有利于改善熱平衡。